3 2 Entrada y movimiento en la planta

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FISIOLOGÍA VEGETAL
2022
• Esencialidad. Macro y micro 
nutrientes. 
•Absorción y transporte de 
nutrientes en la planta.
• Déficit de nutrientes y 
salinidad.
ECONOMÍA DE LOS 
NUTRIENTES
Nitratos
Carbonatos Silicio
Nutrición mineral 
(Estudio de cómo las plantas adquieren y utilizan 
los nutrientes minerales) 
• Los minerales son componentes naturales y materialmente individuales de la 
corteza terrestre rígida, tienen una estructura cristalina. 
• Nutrientes minerales: son aquellos elementos adquiridos por las plantas en la 
forma de iones inorgánicos, desde el suelo, donde se encuentran en cantidades 
variables y en distintos grados de disponibilidad.
• los nutrientes minerales son utilizados en la elaboración las estructuras y 
compuestos esenciales para el funcionamiento de planta.
• El suelo contiene cantidades finitas de los nutrientes minerales, y en algunos 
casos, presentan combinaciones desfavorables de elementos. 
• Las plantas presentan mecanismos que facilitan la provisión de nutrientes y se 
caracterizan por su elevada selectividad y su alta afinidad con algunos iones, 
(generalmente con los muy diluidos en el suelo).
• Los requerimientos cuantitativos de nutrientes de una planta no son fijos y varían 
con las condiciones de crecimiento actuales y pasadas, la disponibilidad de agua, la 
luz y la temperatura
Elemento esencial
Elemento indispensable para el 
crecimiento y desarrollo de la planta
Criterios de esencialidad (Arnon y Stout, 1934)
1. Una planta será incapaz de completar su ciclo vital en ausencia 
del elemento mineral considerado
2. La función que realice dicho elemento no podrá ser 
desempeñada por otro mineral de reemplazo o sustitución 
3. El elemento deberá estar directamente implicado en el 
metabolismo (ej. Como componente de una molécula esencial) o 
deberá ser requerido en una fase metabólica precisa (ej. reacción 
enzimática)
Las plantas requieren nutrientes esenciales en distintas cantidades. Se 
clasifican en macro y micronutrientes, de acuerdo a su concentración 
relativa en los tejidos de la planta.
Macronutrientes (contenido en materia seca > 0.1%):
Nitrógeno (N) Potasio (K+) Calcio (Ca++) 
Magnesio (Mg++) Fósforo (P) Azufre (S)
Micronutrientes (contenido en materia seca << 0.1%):
Cloro (Cl-) Hierro (Fe) Boro (B) Manganeso (Mn) 
Zinc (Zn) Cobre (Cu) Níquel (Ni) Molibdeno (Mo)
ELEMENTOS BENEFICIOSOS: elementos suplementarios a los esenciales. 
También puede incluir elementos:
a) capaces de suplir, al menos parcialmente, la falta de otro elemento esencial
b) Aumentar la tolerancia en los excesos de absorción de otros elementos ej., el 
Silicio cuando hay altas concentraciones de Mn e Fe (suelos ácidos).
Sodio, Silicio, Cobalto, Aluminio, Selenio, Titanio
¿Cómo se determina si un nutriente es esencial?
Hidroponia: técnica de cultivo de plantas que consiste en hacer crecer a 
las plantas con las raíces sumergidas en una solución nutritiva.
Solución nutritiva y aireada (las raíces 
consumen oxígeno en la respiración).
Absorción de nutrientes
➢ Los nutrientes son incorporados desde la solución del suelo, hasta el interior de 
la célula.
➢Membrana plasmática es la encargada de permitir la diferencia de 
concentraciones de sustancias entre el interior y el exterior de la célula. El 
transporte de sustancias puede ser activo o pasivo.
➢ La célula toma nutrientes, elimina desechos y regula la presión de turgencia a 
través del pasaje de nutrientes por la membrana.
➢ Transporte a través de la membrana:
a) Pasivo: es el movimiento espontaneo de moléculas a favor de un gradiente de 
potencial químico.
b) Activo: es el movimiento de sustancias en contra de un gradiente de potencial 
química. No es espontáneo, y requiere gasto de energía por parte de la célula 
➢ El transporte biológico puede deberse a 4 factores: concentración, presión 
hidrostática, gravedad y campos eléctricos.
Disponibilidad de nutrientes: estructura del suelo
Partículas inorgánicas – orgánicas pueden estar libres (solución del suelo) o 
adsorbidas a las partículas del suelo, dependiendo del tipo de suelo y sus 
características
➢ Cationes: adsorbidos a las cargas 
negativas del suelo. Intercambio catiónico 
con otros elementos.
➢Aniones: nitratos: disueltos y móviles 
en la solución del suelo; fosfatos: pueden 
intercambiarse con OH- de los aluminatos; 
sulfatos: en presencia de Ca2+ forma yeso, 
levemente soluble, y disponible para la 
planta. Suelos básicos tienen gran 
disponibilidad de Ca2+ y buena provisión y 
poca movilización de sulfatos.
➢ Tres vías de contacto:
1) El crecimiento de la raíz 
(intercepción directa)
2) El movimiento del ion por difusión, a favor del gradiente de 
potencial electroquímico (coeficiente de difusión del ion y 
concentración en el suelo)
3) El movimiento del ion por flujo masal en la solución acuosa del 
suelo que se mueve hacia la planta (como resultado de la 
transpiración). Es la mas importante.
Contacto de la raíz con los nutrientes
➢Contacto de la raíz con los 
nutrientes a nivel de la rizosfera
Zona de máxima 
absorción de 
iones por la raíz
Absorción por la raíz
Vías de movimiento dentro de la raíz: 
➢ Para pasar al simplasto los iones deben 
atravesar la membrana por mecanismos 
activos o pasivos
➢ Los iones son luego transportados 
activamente desde las células 
parenquimáticas que rodean al xilema hacia 
los conductos del xilema (descarga activa de 
iones en el xilema).
Cofia o caliptra, zona 
meristemática y zona 
de elongación
Ruta 
apoplástica
Ruta 
simplástica
Pelo 
radicular
Córtex
Epidermis Endodermis
Banda de Caspari
(suberina)
Factores que afectan la absorción
➢ Concentración externa de iones: altos 
niveles generalizados de nitrógeno reducen la 
ramificación de las raíces
➢ Aireación del suelo: afecta la respiración 
(disponibilidad de ATP) y absorción de 
nutrientes.
➢ Irradiancia recibida por la planta 
(Fotosíntesis, produce H.de C. que son 
sustratos en la respiración) 
O2
N2
Concentración externa de K+
T
a
s
a
 d
e
 
in
c
o
rp
o
ra
c
ió
n
 d
e
 
K
+
Factores que afectan la absorción
➢ La temperatura: afecta la respiración, 
actividad de enzimática, fluidez de las membranas, 
la actividad de los microorganismos que afecta la 
disponibilidad de nutrientes.
T
a
s
a
 d
e
 i
n
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n
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 K
+
Concentración externa de K+
25oC
4oC
T
a
s
a
 d
e
 i
n
c
o
rp
o
ra
c
ió
n
 d
e
 K
+
Concentración externa de K+
25oC
4oC
➢Contenido hídrico del 
suelo: crecimiento de las 
raíces, movilidad por flujo 
masal, inmovilización de iones, 
actividad de microorganismos.
➢ pH: bajo: favorece la liberación de iones K+, Mg2+, Ca2+
y Mn2+; aumenta la solubilidad de sales de carbonatos, 
sulfatos y fosfatos y de iones como el Al3+, mejora la 
absorción de fósforo. Alto: hay interferencias con la 
absorción de hierro y otros micronutrientes.
Rizosfera
•Zona íntimamente en contacto con 
la raíz, que se diferencia del resto del 
suelo. Interacción con el ambiente 
biótico y abiótico.
• Menos disponibilidad de nutrientes 
por su absorción o exceso (ej Ca)
• Diferente pH (por excreciones de la 
raíz de HCO3
- y H+) permite que otros 
nutrientes estén disponibles.
• En situaciones de baja 
disponibilidad de Fe, algunas especies 
(girasol, maíz, soja) disminuyen el pH 
de la rizosfera de modo que el Fe3
+
inorgánico se torna mas soluble. 
El flujo de iones hacia el interior de la misma está 
negativamente correlacionado con la 
concentración en los tejidos de ese ion en 
particular. 
La absorción de iones también depende de 
factores internos 
Concentración interna
Estado nutricional (Raíz/ planta)
Arabidopsis
Altos niveles de K+ 
interno reducen la 
actividad de los 
transportadores
Arquitectura de la raíz
Elementos móviles y no móviles
Los móviles son aquellos que pueden ser transportados fácilmente 
por floema y los inmóviles tienen untransporte por floema muy 
restringido.
Los móviles pueden ser transportados de un órgano a otro con los 
fotoasimilados.
➢ Móviles:
Nitrógeno, Potasio, Magnesio, Fósforo, Cloro, Sodio, Zinc, 
Molibdeno.
➢ Inmóviles: 
Calcio, Azufre (movilidad intermedia), Hierro, Boro, Cobre (poco 
móviles).
Transporte de iones por la planta
➢ Todos los nutrientes minerales son transportados 
desde la raíz hacia el vástago a través del xilema.
➢ Además, algunos de estos nutrientes pueden re-
distribuirse dentro de la planta a través del floema, 
que conecta órganos “fuente” y “destino”.
Transporte de iones por la planta
Distribución de los nutrientes exportados por la raíz al 
vástago
•Entrada por xilema: Todos los iones absorbidos por la raíz 
ascienden por el xilema (40 m h-1). 
Esta vía depende del flujo transpiratorio que llega al órgano (área 
del órgano, densidad y apertura de estomas, conexiones xilemáticas).
•Entrada por floema: Sólo los elementos móviles llegan por esta 
vía, asociados con Hidratos de Carbono (0,5 a 1 m h-1). Organos
que transpiran poco. 
•Salida por floema: Sólo elementos móviles. Forman parte de 
azúcares, aminoácidos, etc.
Im
p
o
rt
a
c
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n
E
x
p
o
rt
a
c
ió
n
➢Muchos iones se mueven en el xilema bajo la misma forma en que entran a la 
planta, otros son metabolizados rápidamente. 
➢ El hierro se mueve formando complejos con ácidos orgánicos
Importación y exportación de fósforo por una hoja durante su 
desarrollo (expansión y madurez)
Área foliar hoja 
de pepino
Destino Fuente
➢ Los nutrientes que llegan a una 
hoja pueden: 
a) formar parte de sus 
estructuras o ingresar al 
reservorio de ese elemento que 
interviene en el metabolismo o 
b) volver a ser exportados
➢ La proporción del total de un 
elemento que sigue una vía 
particular de distribución es 
función de: 
a) el elemento en cuestión,
b) de la edad de la hoja y 
c) del estado ontogénico de la 
planta.
➢ Los órganos en crecimiento 
compiten muy efectivamente por 
los nutrientes absorbidos
Ciclo del nitrógeno
Aminoácidos
N-orgánico
N2
NH3
NO3
2-
NO2
-
Nitrógeno 
atmosférico
amoníaco
nitrato
nitrito
Fijación
Nitrificación
Ingestión
Excreción
Desnitrificación
Degradación
Microorganismos 
del suelo
Plantas
Aminoácidos 
N-orgánico
Fijación
simbiótica
Crecimiento y tamaño final de la hoja número 20 (contando desde la base) de 
plantas de girasol con distinta provisión de nitrógeno (mínimo: N1= 0.25 
gN/planta, máximo: N5 = 7.5 gN/planta). 
➢ El nitrógeno aumenta la expansión
foliar y aumenta la capacidad fotosintética
(en las hojas maduras).
➢ Sólo en casos de deficiencia severa la 
falta de nitrógeno reduce el número de 
hojas
➢ Frente a un déficit de N se inhibe la 
expansión de las hojas jóvenes y además 
estimula la senescencia de hojas maduras 
(se exporta el N de estas hojas, 
amarillamiento)
➢ El nitrógeno aumenta la relación 
tallo/raíz”
Lechuga
Alto N Bajo N
Distribución de N entre las distintas proteínas y otros compuestos nitrogenados 
en una célula del mesófilo de una planta C3.
Respuesta a la concentración del nutriente en los tejidos 
Relación entre el crecimiento vegetal y el contenido de nutrientes minerales en la planta:
I: existe un crecimiento frente a pequeñas aportaciones del nutriente. 
II: los incrementos en el crecimiento y en el contenido del nutriente están estrechamente 
relacionados. Entre I-II es el de la deficiencia. 
III: el crecimiento no está limitado por el nutriente. Es la zona de suficiencia del nutriente.
IV: el excesivo contenido del nutriente produce toxicidad y reducción del crecimiento. 
II
III
IV
I
C
re
c
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ie
n
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n
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o
)
Zona de
deficiencia
Zona de
toxicidad
Zona de adecuación
Concentración crítica
Concentración del nutriente en el tejido
Zona de consumo de lujo
I
II
III
IV
Déficit de nutrientes 
1. La deficiencia de uno o varios nutrientes afecta el 
crecimiento y el desarrollo de las plantas.
2. Los síntomas de deficiencia nutricional dependerán de 
la movilidad del elemento deficitario dentro de la 
planta. 
+ N - N
➢ La deficiencia de uno o varios nutrientes afecta el crecimiento y el 
desarrollo de las plantas y se manifiesta con síntomas característicos.
➢ En el suelo es complicado asociar la falta de un nutriente con los 
síntomas porque:
• Tanto las deficiencias crónicas como las agudas pueden causar síntomas 
similares.
• Las deficiencias de un elemento pueden causar deficiencia o 
acumulación excesiva de otro elemento esencial.
• Algunas enfermedades causadas por virus pueden inducir síntomas 
similares a las deficiencias nutricionales.
➢ Los síntomas de deficiencias nutricionales son la expresión de los 
desordenes metabólicos que resultan de la falta del elemento esencial, y 
eso se relaciona con la función que desempeña el elemento en la planta.
• estructura de la planta
• función metabólica
• osmorregulación de las células
Funciones y sintomatología de la deficiencia 
Nut. Conc. Movil. Función Síntomas de deficiencia
N M 
▪ 50% se encuentra formando
parte de proteínas y ácidos
nucleicos.
▪ El 50% restante está en
aminoácidos, amidas, aminas,
nitrato y amonio.
▪ Clorosis en hojas viejas,
que caen sin necrosis.
▪ Acumulación de
antocianas en hojas (color
púrpura).
▪ Disminuye la proporción
parte aérea/raíz.
P M 
▪ Grupo fosfato en ácidos
nucleicos, fosfolípidos,
coenzimas, enlace alta energía
(ATP y ADP).
▪ Respiración y fotosíntesis.
▪ Acumulación de
antocianas en hojas (color
púrpura).
K M 
▪ Potencial osmótico de células.
▪ Activador de proteínas de
respiración y fotosíntesis
▪ Clorosis en motas o
bordes en hojas viejas.
▪ Necrosis en márgenes y
puntas de la hoja e internerval.
NO3
-
NH4
+
H2PO4
-
HPO4
2+
K+
• Plantas enanas
• Color parduzco 
(necrosis, muerte)
• Susceptibles al ataque por 
patógenos
Ca2+
Mg2+
SO4
2- SO2
, HSO3
-
Fe2+
Fe3+
Nut. Conc. Movil. Función Síntomas de deficiencia
Ca M 
▪ Síntesis de pared celular.
▪ Síntesis de huso mitótico en
división celular.
▪ Involucrado en el
funcionamiento normal de la
membrana celular.
▪ 2do mensajero en rutas
hormonales y respuestas
ambientales.
▪ Necrosis de zonas jóvenes
como ápices de hojas y raíces
(división celular).
▪ Deformación de hojas
jóvenes.
▪ Raíces marrones, cortas y
muy ramificadas.
Mg
M

▪ Activa enzimas de respiración,
fotosíntesis y de síntesis de ADN y
ARN.
▪ Es parte del anillo de la Chl.
▪ Clorosis entre nervaduras de
hojas viejas.
▪ Ante carencia prolongada,
hojas amarillas o blancas.
▪ Caída prematura de hojas.
 S
M  ▪ Constituyente de proteínas.
▪ Similar a deficiencia de N,
pero clorosis en todas las hojas y
haces vasculares.
▪ Acumulación de antocianas.
Fe
m 
▪ Componente de enzimas de
transferencia de electrones (respiración
y fotosíntesis ).
▪ Necesario para la síntesis de
complejos proteína–Chl.
▪ Clorosis entre nervaduras en
hojas jóvenes.
▪ Carencia prolongada:
clorosis de nervaduras y hoja
entera blanca.
Métodos de diagnóstico del estado nutritivo 
de las plantas 
➢Análisis del suelo: determinación de la composición y las propiedades del 
suelo, como pH, textura, conductividad eléctrica, materia orgánica, etc. El análisis 
del suelo debe suministrar información acerca de los nutrientes disponibles o 
asimilables por la planta
➢Análisis foliar: análisis químico del material vegetal con el fin de realizar un 
diagnóstico de nutrición, se basa en la asunción de que existe una relación entre el 
crecimiento de las plantas y el contenido de los nutrientes en la materia vegetal 
seca o fresca. 
➢Método de diagnóstico mediante síntomas visibles de 
alteraciones nutricionales: El diagnóstico del estado nutricional de una 
planta basado en los síntomas visibles requiere una aproximación sistemática, 
basada en la capacidad del nutriente para movilizarse por el floema.
Salinidad
Sorgo
➢ La salinidad producereducción del 
crecimiento, necrosis de las hojas 
y eventualmente la muerte de la 
planta 
Cucurbitácea
1) Efectos osmóticos: la salinidad hace más negativo al 
potencial agua del suelo. Se evalúa comparando distintas 
sustancias a igual potencial osmótico.
2) Efectos de competencia por nutrientes: Deficiencias de 
potasio, calcio o fósforo causadas respectivamente por 
excesos de sodio, magnesio o sulfatos y cloruros. Se reducen 
aumentando la disponibilidad del mineral que resulta 
deficiente.
3) Efectos tóxicos: Efectos directos sobre enzimas y 
membranas. Magnesio y sodio, cloruro, sulfato, carbonato 
ácido y nitrato.
Componentes fisiológicos del efecto de la 
salinidad del suelo
Grupo IA (halofitas)
Grupo IB (halofitas)
Grupo III (muy sensibles a la sal)
Grupo II (halofitas y no halofitas)
Crecimiento en respuesta a la salinidad de diferentes especies. Curva 1: Suaeda maritima; Curva 2: 
Remolacha (0-150 mM) y Spartina townsendii (150-700 mM); Curva 3: Algodón; Curva 4: poroto. Se comparó 
el crecimiento con el control en ClNa 10 mM, para descartar posibles deficiencias de Cl- o de Na+. 
ESPECIES HALÓFITAS Y GLICÓFITAS
TOLERANCIA A LA SALINIDAD
Dos tipos de estructuras asociadas a la tolerancia al estrés salino:
A) vesícula salina en pelos de Atriplex spongiosa y
B) glándulas salinas de Limonium gmelini .
CC: Células colectoras
P: Poro
B
A
Célula del 
mesófilo
Célula de la 
epidermis
Célula de 
depósito
Acumulación de sal en células menos 
sensibles
MECANISMOS DE TOLERANCIA A LA SALINIDAD
Excreción de sales